JP2008064917A

JP2008064917A - 電気光学装置及び電子機器

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Publication number: JP2008064917A
Application number: JP2006241119A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Maeda; 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: EP1898651A3; CN101140375A; EP1898651A2; CN101140375B; TW200821676A; KR20080022513A; KR101391479B1; TWI411833B; US20080055500A1; EP1898651B1; US7907223B2; JP4232807B2

Abstract

【課題】第１の画像及び第２の画像の表示の輝度を確保しながら、正面方向における混在領域の範囲を狭くすること又は混在領域をなくすことが可能な電気光学装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置１は、液晶パネル２とバリアマスク基板３０とを有する。液晶パネル２は、第１の画像を表示する画素４Ｌと、遮光層１４ａと、第２の画像を表示する画素４Ｒと、遮光層１４ａより幅の広い遮光層１４ｂと、がこの順に繰り返し配列された画素列を複数有する。バリアマスク基板３０は、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に形成され、液晶パネル２の法線方向から見て遮光層１４ｂと重なる領域に開口部３３が設けられた、遮光性を有するバリア層３２とを有する。液晶装置１は、角度範囲ＶＬに第１の画像を、角度範囲ＶＲに第２の画像を表示する。
【選択図】図４

Description

本発明は、２つの画像を異なる方向に同時に表示する電気光学装置及び電子機器に関する。

電気光学装置の１つに、２つの画像を異なる方向に同時に表示可能な電気光学装置が知られている。こうした電気光学装置は、液晶パネル等の表示パネルに、開口部が設けられた遮光性を有するバリア層を重ねて構成される。特許文献１には、上記２つの画像を用いて立体的な表示を行うことができる３次元画像表示装置が記載されている。

また、上記２つの画像を異なる観察者が視認できるように構成することもできる。図１０は、こうした２画面表示用の電気光学装置としての液晶装置６の拡大平面図である。液晶装置６は、カラーフィルタ１２ｒ，１２ｇ，１２ｂ（図１１参照）によって赤、緑、青の表示を行う、マトリクス状に配置された画素４ｒ，４ｇ，４ｂと、これらを区画する遮光部１４とを有している。遮光部１４の幅はすべての箇所で略等しくなっている。画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、同時に、第１の画像を表示する画素４Ｌ、及び第２の画像を表示する画素４Ｒのいずれかとしても機能する。さらに液晶装置６は、画素４Ｒの右端から画素４Ｌの左端にかけて開口部３３が設けられたバリア層３２（図１１参照）を有している。図１０中の網掛け部は、バリア層３２の形成領域を示している。開口部３３の幅は、遮光部１４の幅より若干大きくなっている。

図１１は、上記構成の液晶装置６の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係とともに示した図である。この図は、画素４ｂ（画素４Ｒ）と画素４ｒ（画素４Ｌ）との間に配置された開口部３３を通る光に着目して描かれている。画素４ｒからの表示光は、開口部３３を通り、符号９ｒを付した角度範囲で視認される。同様に、画素４ｇ、画素４ｂからの表示光は、それぞれ符号９ｇ，９ｂを付した角度範囲で視認される。この結果、正面から左に分布する角度範囲ＶＬでは、画素４ｒからの表示光のみが視認され、正面から右に分布する角度範囲ＶＲでは、画素４ｂからの表示光のみが視認される。換言すれば、角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌによる第１の画像のみが視認され、角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒによる第２の画像のみが視認される。このように、液晶装置６は、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいて２つの異なる画像を表示することができる。

角度範囲ＶＬ，ＶＲに挟まれた正面方向の角度範囲ＶＣにおいては、第１の画像及び第２の画像が混在した表示が行われる。こうした混在領域の範囲を狭めるためには、バリア層３２の開口部３３の幅を遮光層１４の幅に近付ける必要がある。

特許第２８５７４２９号公報

しかしながら、開口部３３の幅を小さくして正面方向の混在領域の範囲を狭めようとすると、同時に開口部３３を通る表示光の量が低減し、その結果角度範囲ＶＬ，ＶＲにおける表示の輝度も低下してしまうという問題点があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の奏する効果の一つにより、第１の画像及び第２の画像の表示の輝度を確保しながら、正面方向における混在領域の範囲を狭め、又は当該混在領域をなくすことができる。

本発明の電気光学装置は、第１の画像及び第２の画像を異なる方向に同時に表示する電気光学装置であって、前記第１の画像を表示する第１の画素と、第１の遮光部と、前記第２の画像を表示する第２の画素と、前記第１の遮光部より幅の広い第２の遮光部と、がこの順に繰り返し配列された画素列を複数有する表示パネルと、前記表示パネルに平行に配置された、透光性を有する基板と、前記基板上に形成され、前記表示パネルの法線方向から見て前記第２の遮光部と重なる領域に開口部が設けられた、遮光性を有するバリア層と、を備えることを特徴とする。

このような構成において、第２の遮光部から見て第１の画素が隣接している方向を右、第２の画素が隣接している方向を左とすると、観察者は電気光学装置による表示を次のように視認する。まず、表示パネルの法線方向より右側に傾斜した方向から観察すると、第１の画素はバリア層で遮蔽されて視認されず、第２の画素が開口部を通して視認される。逆に、表示パネルの法線方向より左側に傾斜した方向から観察すると、第２の画素はバリア層で遮蔽されて視認されず、第１の画素が開口部を通して視認される。すなわち、観察者は、上記電気光学装置を斜め右から観察した場合には第２の画像を視認し、斜め左から観察した場合には第１の画像を視認する。

ここで、第２の遮光部は第１の遮光部より上記画素列方向の幅が広くなっており、かつバリア層には第２の遮光部と重なる領域に開口部が設けられている。したがって、バリア層の開口部も第２の遮光部と略同等の広い幅を有している。このため、第２の遮光部の幅が第１の遮光部の幅と均等である場合に比べて多くの光を開口部から取り出すことができ、表示の輝度を向上させることが可能となる。また、開口部の幅を第２の遮光部の幅より大きくし、かつ第２の遮光部の幅に近付けることによって、第１の画像及び第２の画像の表示の輝度を確保しながら、正面方向における第１の画像と第２の画像の混在領域の範囲を狭くすることができる。

上記電気光学装置において、前記第１の画素、前記第１の遮光部、前記第２の画素、前記第２の遮光部は、前記画素列に直交する方向について、それぞれ同一の列にストライプ状に配置されていることが好ましい。

また、上記電気光学装置においては、前記第１の画素及び前記第２の画素にそれぞれ形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続されたデータ線とをさらに備え、前記データ線は、前記表示パネルの法線方向から見て前記第２の遮光部に重なる領域に形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、データ線は、第２の遮光部に覆い隠されることとなるため視認されることがない。また、第１の遮光部に重なる領域にはデータ線が形成されないため、データ線を露出させることなく第１の遮光部を細くすることができる。これらにより、開口率を高めることができ、ひいては表示の輝度を向上させることができる。

上記電気光学装置においては、前記画素列に直交する方向について、前記第１の遮光部と前記第２の遮光部とが、前記画素列ごとに交互に配置されているとともに、前記第１の画素と前記第２の画素とが、前記画素列ごとに交互に配置されていることが好ましい。

このような構成によれば、第１の画素、第１の遮光部、第２の画素、第２の遮光部、及びバリア層の開口部は、それぞれ斜め方向に並ぶようになる。これにより、第１の画素、第２の画素をストライプ状に配置した場合に比べて、同一の色相の表示を行う第１の画素、第２の画素の画素列方向の配置ピッチを小さくすることができる。よって、表示の解像度を高めることができる。

上記電気光学装置において、前記開口部の前記画素列方向の幅は、前記第２の遮光部の前記画素列方向の幅以下であることが好ましい。

このような構成によれば、正面方向における第１の画像と第２の画像の混在領域をなくすことができる。この場合においても、第１の遮光部に対して第２の遮光部及びバリア層の開口部の幅が広くなっているため、正面から左右に傾斜した方向に対しては、第１の画像及び第２の画像を高い輝度で表示することができる。

本発明の電子機器は、上記電気光学装置を表示部に備えたことを特徴とする。このような構成によれば、第１の画像及び第２の画像を異なる方向に高い輝度で表示可能な電子機器が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、電気光学装置としての液晶装置１の拡大平面図であり、図２は、図１に示す液晶装置１の断面図である。図２に示すように、液晶装置１は、表示パネルとしての液晶パネル２と、接着剤３５を介して液晶パネル２に貼り合わされたバリアマスク基板３０とを備えている。バリアマスク基板３０は、ガラス基板３１と、ガラス基板３１の液晶パネル２側表面に形成された遮光性を有するバリア層３２とを備えている。ガラス基板３１は、液晶パネル２に平行となるように配置されている。また、バリア層３２は、黒色の樹脂からなる層であり、開口部３３が設けられている。

図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ貼り合わされる前の液晶パネル２及びバリアマスク基板３０の拡大平面図である。これらを重ね合わせて貼り合わせたものが図１に示す液晶装置１である。図１中の網掛け部は、バリアマスク基板３０に形成されたバリア層３２の存在する領域を表している。

図３（ａ）に示すように、液晶パネル２は、マトリクス状に配置された矩形の画素４ｒ，４ｇ，４ｂ（以下ではまとめて「画素４」とも呼ぶ）を有しており、これらはそれぞれ赤、緑、青の表示を行う。画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、図中のＸ軸方向にこの順に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については、同一の色に対応する画素４が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。隣接する画素４の間には、遮光層１４が形成されている。遮光層１４には、後述する遮光層１４ａ，１４ｂが含まれる。

各画素４は、第１の画像又は第２の画像のいずれかの表示に寄与する。第１の画像を表示する画素４を画素４Ｌ、第２の画像を表示する画素４を画素４Ｒとも呼ぶ。画素４Ｌ，４Ｒは、それぞれ本発明における第１の画素、第２の画素に対応する。本実施形態では、画素４Ｌ，４Ｒは、Ｘ軸方向について交互に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については各々が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。

画素４のＸ軸方向についての列を画素列５と呼ぶ。画素列５には、画素４Ｌ、第１の遮光部としての遮光層１４ａ、画素４Ｒ、第２の遮光部としての遮光層１４ｂがこの順に繰り返し配列されている。よって、画素４Ｌ，４Ｒのみを抽出してこれに着目すると、これらが交互に繰り返し並んでおり、遮光層１４ａ，１４ｂのみを抽出してこれに着目すると、これらが交互に繰り返し並んでいる。ここで、遮光層１４ｂは、遮光層１４ａよりＸ軸方向の幅が広くなっている。本実施形態では、遮光層１４ａの幅は１０μｍ、遮光層１４ｂの幅は２５μｍである。

バリアマスク基板３０に形成されたバリア層３２は、図３（ｂ）に示すように、液晶パネル２の法線方向から見て遮光層１４ｂと重なる領域に開口部３３を有している。開口部３３の幅は、遮光層１４ｂの幅より若干小さくなっている。本実施形態では、開口部３３の幅は、２３μｍである。

以下、図２を用いて、図３（ａ）に示す液晶パネル２と図３（ｂ）に示すバリアマスク基板３０とが貼り合わされた状態（すなわち図１に示す状態）の液晶装置１の構成について詳述する。

液晶パネル２は、対向して配置された素子基板２０及び対向基板１０と、これらの間に封入された液晶４０とを有している。素子基板２０、対向基板１０は、それぞれガラス基板２１、ガラス基板１１を基体とする基板である。

このうち素子基板２０は、画素４ごとに形成されたスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２２と、ＴＦＴ素子２２に接続されたゲート線（不図示）、データ線２８、及び画素電極２４等を含む、いわゆるＴＦＴ素子基板である。素子基板２０に含まれるガラス基板２１の液晶４０側表面には、第１層から第４層までの構成要素が積層されている。また、これらの各層間の構成要素が短絡するのを防止するため、第１層と第２層の間には層間絶縁層４１が、第２層と第３層の間には層間絶縁層４２が、第３層と第４層の間には層間絶縁層４３が、それぞれ形成されている。なお、スイッチング素子としては、３端子のＴＦＴ素子２２に代えて、２端子のＴＦＤ（Thin Film Diode）素子等を用いてもよい。

ガラス基板２１の表面に設けられた第１層には、ＴＦＴ素子２２のゲート電極２２ｇが形成されている。

第１層の上には、ＳｉＯ₂又はＳｉＮなどからなる層間絶縁層４１を挟んで第２層が形成されている。第２層には、ゲート電極２２ｇの一部に重なる位置に、アモルファスシリコンからなる半導体層２２ａが形成されている。また、半導体層２２ａのソース領域にはソース電極２２ｓが、ドレイン領域にはドレイン電極２２ｄが、一部重なった状態で形成されている。ソース電極２２ｓは、データ線２８に接続されている。半導体層２２ａ、ソース電極２２ｓ、ドレイン電極２２ｄ、ゲート電極２２ｇにより、ＴＦＴ素子２２が構成される。ＴＦＴ素子２２は、各画素４のうち、液晶パネル２の法線方向から見て遮光層１４ｂに重なる位置か、もしくはその近傍に形成されている。したがって、各画素４のうち、液晶パネル２の法線方向から見て遮光層１４ａの近傍にはＴＦＴ素子２２は形成されない。

第２層の上には、ＳｉＯ₂又はＳｉＮなどからなる層間絶縁層４２を挟んで第３層が形成されている。第３層には、データ線２８が形成されている。データ線２８は、層間絶縁層４２に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ素子２２のソース電極２２ｓに接続されている。

また、データ線２８は、液晶パネル２の法線方向から見て遮光層１４ｂと重なる位置に形成され、これより相対的に幅の狭い遮光層１４ａと重なる位置には形成されていない。このような構成により、液晶パネル２の法線方向から見てデータ線２８を露出させることなく遮光層１４ａの幅を細くすることができる。これにより、液晶パネル２の開口率を高めることができ、ひいては表示の輝度を向上させることができる。

第３層の上には、ＳｉＯ₂又はＳｉＮなどからなる層間絶縁層４３を挟んで第４層が形成されている。第４層には、画素４ごとに、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる画素電極２４及び共通電極２６が形成されている。画素電極２４は、層間絶縁層４２，４３を貫通して形成されたコンタクトホールを介してＴＦＴ素子２２のドレイン電極２２ｄに接続されている。画素電極２４には、データ線２８からＴＦＴ素子２２を介して画像信号が供給される。また、共通電極２６は、定電位線（不図示）に接続され、常に一定の電位に保たれている。

画素電極２４及び共通電極２６は、互いの櫛歯が平行にかつ互い違いに入り込むようにして配置された櫛状の電極である。素子基板２０と対向基板１０の間に封入された液晶４０は、画素電極２４と共通電極２６との間に生ずる横電界によって駆動され、ガラス基板２１と平行な平面内で液晶分子の配向方向が変化する。こうした液晶モードはＩＰＳ（In Plane Switching）と呼ばれ、液晶分子が常にガラス基板２１に対して平行な状態で駆動されることに起因して、広い視野角が得られる。第４層の表層には、ポリイミドからなる配向膜（不図示）が形成されている。

一方、対向基板１０に含まれるガラス基板１１の液晶４０側表面には、画素４ごとにカラーフィルタ１２ｒ，１２ｇ，１２ｂ（以下まとめて「カラーフィルタ１２」とも呼ぶ）が形成され、カラーフィルタ１２と同一の層に黒色の樹脂からなる遮光層１４（遮光層１４ａ，１４ｂを含む）が形成されている。ここで、遮光層１４ｂの画素列方向の幅はＷ１である。この幅Ｗ１は、バリアマスク基板３０に形成されたバリア層３２の開口部３３の画素列方向の幅Ｗ２より大きくなっている。また、カラーフィルタ１２は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収する樹脂である。カラーフィルタ１２ｒ，１２ｇ，１２ｂによって、透過光（すなわち表示光）を所定の色（例えばそれぞれ赤、緑、青）とすることができる。カラーフィルタ１２上には、ポリイミドからなる配向膜（不図示）が形成されている。なお、カラーフィルタ１２上には、透光性を有する樹脂からなるオーバーコートを積層させてもよい。

ガラス基板１１は、ケミカルエッチング又はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等により厚さが約５０μｍとなるように加工されている。この加工によって、実質的に表示光が射出されるカラーフィルタ１２と、バリア層３２の開口部３３との距離が調節され、その結果、カラーフィルタ１２から開口部３２に至る光路の角度が調節される。これにより、液晶装置１によって第１の画像及び第２の画像を好適な角度に表示することができる。

ガラス基板１１の、液晶４０とは反対側の表面には、接着剤３５を介して上述したバリアマスク基板３０が貼り付けられている。バリアマスク基板３０に含まれるバリア層３２の表面には、別途透光性を有する樹脂からなるオーバーコート等を積層させてもよい。これにより、貼り合わせ前のバリア層３２を保護することができる。

ガラス基板２１，３１の外側には、透過軸が互いに直交するように配置された偏光板（不図示）がそれぞれ貼り付けられており、またガラス基板２１の外側にはＺ軸方向に光を照射するバックライト（不図示）が配置されている。

図４は、上記構成の液晶装置１の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係とともに示した図である。この図は、画素４ｂ（画素４Ｒ）と画素４ｒ（画素４Ｌ）との間に配置された開口部３３を通る光に着目して描かれている。他の開口部３３を通る光の振る舞いもこの図と同様である。また、この図においては、光路の説明の便宜上、ガラス基板１１が厚く描かれており、また素子基板２０の構成要素は省略されている。

画素４ｒからの表示光は、開口部３３を通り、ガラス基板３１の表面で屈折した後に、符号９ｒを付した角度範囲で視認される。同様にして、画素４ｇ、画素４ｂからの表示光は、それぞれ符号９ｇ，９ｂを付した角度範囲で視認される。角度範囲９ｒと角度範囲９ｇ、及び角度範囲９ｂと角度範囲９ｇは、一部重複する。

この結果、正面から左に分布する角度範囲ＶＬでは、画素４ｂからの表示光はバリア層３２で遮蔽されて視認されず、画素４ｒからの表示光のみが視認される。一方、正面から右に分布する角度範囲ＶＲでは、画素４ｒからの表示光はバリア層３２で遮蔽されて視認されず、画素４ｂからの表示光のみが視認される。換言すれば、角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌによる第１の画像のみが視認され、角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒによる第２の画像のみが視認される。このように、液晶装置１は、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいて２つの異なる画像を表示することができる。角度範囲ＶＬ，ＶＲは、それぞれ約３０°である。

本実施形態では、角度範囲ＶＬ，ＶＲに挟まれた正面方向には、第１の画像及び第２の画像がともに表示されてしまう混在領域は存在しない。これは、開口部３３の画素列方向の幅Ｗ２が、遮光層１４ｂの画素列方向の幅Ｗ１より小さくなっているためである。代わりに、正面方向には第１の画像及び第２の画像のいずれの表示も行われない角度範囲ＶＮが分布している。この角度範囲ＶＮにおいては、観察者は黒表示が行われているように認識する。

このように混在領域をなくすために開口部３３の幅を狭めても、遮光層１４ｂ及び開口部３３の幅が遮光層１４ａに対して広くなっているため、開口部３３は十分な広さを有しており、多くの表示光を通過させることができる。このため、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいては、第１の画像及び第２の画像を高い輝度で表示することができる。また、遮光層１４ａは、データ線２８を覆い隠すという目的を持たないため、例えば図１０に示す従来の液晶装置６の遮光層１４よりも細くすることができる。これにより、遮光層１４ｂの幅を大きくしても開口率を維持又は向上させることができ、第１の画像及び第２の画像を高い輝度で表示することができる。このように、本実施形態の液晶装置１は、正面方向の混在領域をなくしながら、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいて、異なる画像を高い輝度で表示することができる。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係る液晶装置１Ａについて、図５及び図６を用いて説明する。液晶装置１Ａは、第１の実施形態の液晶装置１から、画素４Ｌ，４Ｒ、遮光層１４ａ，１４ｂ、開口部３３の配置に変更を加えたものである。その他の点は第１の実施形態の液晶装置１と同様であるので、以下、相違点を中心に説明する。なお、図５及び図６においては、図１及び図３の実施形態と同じ要素には同じ符号を付して示すことにして、その説明は省略する。

図５は、第２の実施形態に係る液晶装置１Ａの拡大平面図である。液晶装置１Ａも、液晶装置１と同様、表示パネルとしての液晶パネル２Ａと、バリアマスク基板３０Ａとが接着剤３５を介して貼り合わされた構成となっている。図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ貼り合わされる前の液晶パネル２Ａ及びバリアマスク基板３０Ａの拡大平面図である。図５中の網掛け部は、バリアマスク基板３０Ａに形成されたバリア層３２の存在する領域を表している。

図６（ａ）に示すように、液晶パネル２Ａは、それぞれ赤、緑、青の表示を行う矩形の画素４ｒ，４ｇ，４ｂを有している。画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、図中のＸ軸方向にこの順に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については、同一の色に対応する画素４が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。隣接する画素４の間には、遮光層１４（遮光層１４ａ，１４ｂを含む）が形成されている。

各画素４は、第１の画像を表示する画素４Ｌ、第２の画像を表示する画素４Ｒのいずれかに割り振られている。本実施形態では、画素４Ｌ，４Ｒは、Ｘ軸方向について交互に繰り返し配置されているとともに、これと直交するＹ軸方向についても、交互に繰り返し配置されている。

Ｘ軸方向に並ぶ各画素列５のそれぞれには、画素４Ｌ、遮光層１４ａ、画素４Ｒ、遮光層１４ｂがこの順に繰り返し配列されている。ここで、遮光層１４ｂは、遮光層１４ａよりＸ軸方向の幅が広くなっている。本実施形態では、遮光層１４ａの幅は１０μｍ、遮光層１４ｂの幅は２５μｍである。

各画素列５のＸ軸方向についての構成要素の順序は、どの画素列５においても上記の順序で同一となっているが、隣接する画素列５の間では上記の繰り返しの単位が半ピッチずつずれるように配置されている。すなわち、画素列５に直交する方向（Ｚ軸方向）について、遮光層１４ａと遮光層１４ｂとが画素列５ごとに交互に並ぶとともに、画素４Ｌと画素４Ｒとが画素列５ごとに交互に並ぶように配置されている。

これに合わせて、図６（ｂ）に示すように、バリアマスク基板３０Ａに形成されたバリア層３２の開口部３３の位置も、第１の実施形態の液晶装置１から変更されている。バリア層３２は、液晶パネル２の法線方向から見て遮光層１４ｂと重なる領域に開口部３３を有している。よって、本実施形態では、遮光層１４ｂの配置パターンに合わせて開口部３３も画素列５ごとに半ピッチずつずれた位置に配置されている。換言すれば、画素列５のＹ軸方向の幅に略等しい長さのスリット状の開口部３３が、斜め方向に並ぶ形となっている。こうしたバリア層３２は、ステップバリアとも呼ばれる。開口部３３の幅は、遮光層１４ｂの幅より若干小さくなっている。本実施形態では、開口部３３の幅は、２３μｍである。

こうしたステップバリアを用いた構成の液晶装置１Ａでは、同一の色相の表示を行う画素４Ｌのうち最も近接する２つの画素４Ｌの間の距離が、２画面表示を行わない通常の液晶装置における当該距離の√２倍となるため、表示の解像度は通常の液晶装置の１／√２倍となる。この特徴は、画素４Ｒについても同様である。一方、第１の実施形態の液晶装置１のように画素４Ｌ，４Ｒがストライプ状に並んでいる場合は、解像度は通常の液晶装置の１／２倍であるから、本実施形態の構成とすることにより解像度を第１の実施形態から√２倍向上させることができる。

液晶装置１Ａの断面構造、及び、視角と、その視角において視認される表示との関係は、第１の実施形態の液晶装置１と同様であり、図４に示されている。したがって、本実施形態の液晶装置１Ａも、正面方向の混在領域をなくしながら、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいて、異なる画像を高い輝度で表示することができる。

（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態に係る液晶装置１Ｂについて、図７及び図８を用いて説明する。液晶装置１Ｂは、第１の実施形態の液晶装置１から、バリア層３２の開口部３３の幅に変更を加えたものである。その他の点は第１の実施形態の液晶装置１と同様であるので、以下、相違点を中心に説明する。なお、図７及び図８においては、図１及び図４の実施形態と同じ要素には同じ符号を付して示すことにして、その説明は省略する。

図７は、第３の実施形態に係る液晶装置１Ｂの拡大平面図である。液晶装置１Ｂも、液晶装置１と同様、表示パネルとしての液晶パネル２Ｂと、バリアマスク基板３０Ｂとを接着剤３５を介して貼り合わせた構成となっている（図８参照）。図７中の網掛け部は、バリアマスク基板３０Ｂに形成されたバリア層３２の存在する領域を表している。この図から分かるように、バリア層３２の開口部３３の幅は、遮光層１４ｂの幅より若干大きくなっている。本実施形態では、開口部３３の幅は２５μｍ、遮光層１４ｂの幅は２３μｍ、遮光層１４ａの幅は１０μｍである。

図８は、こうした構成の液晶装置１Ｂの断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係とともに示した図である。画素４ｒからの表示光は、開口部３３を通り、ガラス基板３１の表面で屈折した後に、符号９ｒを付した角度範囲で視認される。同様にして、画素４ｇ、画素４ｂからの表示光は、それぞれ符号９ｇ，９ｂを付した角度範囲で視認される。角度範囲９ｒと角度範囲９ｂ、角度範囲９ｒと角度範囲９ｇ、及び角度範囲９ｂと角度範囲９ｇは、一部重複する。

この結果、正面から左に分布する角度範囲ＶＬでは、画素４ｂからの表示光はバリア層３２で遮蔽されて視認されず、画素４ｒからの表示光のみが視認される。一方、正面から右に分布する角度範囲ＶＲでは、画素４ｒからの表示光はバリア層３２で遮蔽されて視認されず、画素４ｂからの表示光のみが視認される。換言すれば、角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌによる第１の画像のみが視認され、角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒによる第２の画像のみが視認される。このように、液晶装置１Ｂは、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいて２つの異なる画像を表示することができる。角度範囲ＶＬ，ＶＲは、それぞれ約３０°である。

そして、第１の実施形態とは異なり、角度範囲ＶＬ，ＶＲに挟まれた正面方向の角度範囲ＶＣにおいては、画素４ｒ及び画素４ｂからの表示光がともに視認される。すなわち、角度範囲ＶＣは、第１の画像及び第２の画像がともに表示される混在領域となっている。これは、開口部３３の画素列方向の幅が、遮光層１４ｂの画素列方向の幅より大きくなっているためである。ただし、開口部３３の幅と遮光層１４ｂの幅との差を小さくすることによって、角度範囲ＶＣは約１５°に抑えられている。図１１に示した従来の液晶装置６では角度範囲ＶＣは約３０°であるから、本実施形態の混在領域は視認される範囲が狭く、観察者にとって違和感が少ないものとなっている。このように正面方向に混在領域を設けることによって、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおける第１の画像及び第２の画像の表示の輝度をより高めることができる。特に、角度範囲ＶＬ，ＶＲのうち正面方向に近い角度における輝度の低下を防ぐことができる。

（電子機器への搭載例）
上述した液晶装置１（液晶装置１Ａ，１Ｂを含む。以下同じ。）は、例えば、図９に示すような電子機器としてのカーナビゲーションシステム用の表示装置１００に搭載して用いることができる。この表示装置１００は、表示部１１０に組み込まれた液晶装置１によって、２つの画像を異なる方向に高い輝度で表示することができる。例えば、運転席側に地図の画像を表示するとともに、助手席側に映画の画像を表示することができる。

なお、本発明を適用した液晶装置１は、上記表示装置１００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記各実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用した例であるが、これに代えて、電気信号に応じて表示を行う種々の電気光学装置に適用することができる。例えば、表示パネルとして有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ等を用い、これにバリアマスク基板３０を重ね合わせた構成とすることもできる。

（変形例２）
上記各実施形態は、液晶パネル２の観察側にバリアマスク基板３０を配置する構成であるが、これに代えて、液晶パネル２の背面側、すなわち液晶パネル２とバックライトとの間にバリアマスク基板３０を配置する構成としてもよい。こうした構成によっても、輝度の高い２画面表示を行うことができる。

（変形例３）
上記各実施形態は、液晶モードとしてＩＰＳを用いたものであるが、これに限定する趣旨ではない。ＩＰＳに代えて、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）、ＶＡ（Vertical Alignment）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等の種々の液晶モードを用いることができる。ただし、正面から角度のある方向に２つの画像を表示させるため、視野角の広いＩＰＳ、ＦＦＳ、ＶＡ等を選択することが好ましい。

第１の実施形態に係る液晶装置の拡大平面図。図１に示す液晶装置の断面図。（ａ）は、液晶パネルの拡大平面図、（ｂ）は、バリアマスク基板の拡大平面図。図１の液晶装置の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係とともに示した図。第２の実施形態に係る液晶装置の拡大平面図。（ａ）は、液晶パネルの拡大平面図、（ｂ）は、バリアマスク基板の拡大平面図。第３の実施形態に係る液晶装置の拡大平面図。図７の液晶装置の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係とともに示した図。カーナビゲーションシステム用の表示装置の斜視図。従来の構成の液晶装置の拡大平面図。図１０の液晶装置の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係とともに示した図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…電気光学装置としての液晶装置、２，２Ａ，２Ｂ…表示パネルとしての液晶パネル、４，４ｒ，４ｇ，４ｂ…画素、４Ｌ…第１の画素、４Ｒ…第２の画素、５…画素列、１０…対向基板、１１，２１，３１…ガラス基板、１２…カラーフィルタ、１４…遮光層、１４ａ…第１の遮光部としての遮光層、１４ｂ…第２の遮光部としての遮光層、２０…素子基板、２２…ＴＦＴ素子、２４…画素電極、２６…共通電極、２８…データ線、３０，３０Ａ，３０Ｂ…バリアマスク基板、３２…バリア層、３３…開口部、３５…接着剤、４０…液晶、１００…電子機器としてのカーナビゲーションシステム用の表示装置。

Claims

第１の画像及び第２の画像を異なる方向に同時に表示する電気光学装置であって、
前記第１の画像を表示する第１の画素と、
第１の遮光部と、
前記第２の画像を表示する第２の画素と、
前記第１の遮光部より幅の広い第２の遮光部と、
がこの順に繰り返し配列された画素列を複数有する表示パネルと、
前記表示パネルに平行に配置された、透光性を有する基板と、
前記基板上に形成され、前記表示パネルの法線方向から見て前記第２の遮光部と重なる領域に開口部が設けられた、遮光性を有するバリア層と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素、前記第１の遮光部、前記第２の画素、前記第２の遮光部は、前記画素列に直交する方向について、それぞれ同一の列にストライプ状に配置されていることを特徴とする電気光学装置。
請求項２に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素及び前記第２の画素にそれぞれ形成されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続されたデータ線とをさらに備え、
前記データ線は、前記表示パネルの法線方向から見て前記第２の遮光部に重なる領域に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記画素列に直交する方向について、前記第１の遮光部と前記第２の遮光部とが、前記画素列ごとに交互に配置されているとともに、前記第１の画素と前記第２の画素とが、前記画素列ごとに交互に配置されていることを特徴とする電気光学装置。
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記開口部の前記画素列方向の幅は、前記第２の遮光部の前記画素列方向の幅以下であることを特徴とする電気光学装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えたことを特徴とする電子機器。